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Synthèse et création d’une base de données géotechniques, géodésiques et géophy

Synthèse et création d’une base de données géotechniques, géodésiques et géophysiques dans les argiles du Trièves D. Jongmans (1), S. Schwartz (1), S. Tadenuma (1), M. Aubert (1) et collaborateurs (2, 3) (1) Laboratoire Interdisciplinaire de Recherche Impliquant la Géologie et la Mécanique (EA 3111 – Université Joseph Fourier – Grenoble I) (2) Structure RNVO (Risques Naturels et Vulnérabilité des Ouvrages) (3) Services RTM Isère Programme de recherche financé par le Conseil Général de l’Isère Décembre 2006 2 3 Synthèse et création d’une base de données géotechniques, géodésiques et géophysiques dans les argiles du Trièves Projet présenté en 2005 au Pôle Grenoblois d'Etudes et de Recherche pour la Prévention des Risques Naturels par D. Jongmans (1), S. Schwartz (1), S. Tadenuma (1), M. Aubert (1) et collaborateurs (2, 3) (1) Laboratoire Interdisciplinaire de Recherche Impliquant la Géologie et la Mécanique (EA 3111 – Université Joseph Fourier – Grenoble I) (2) Structure RNVO (Risques Naturels et Vulnérabilité des Ouvrages) (3) Services RTM Isère Résumé Le but du projet était d’effectuer une synthèse sur les glissements de terrain affectant la région du Trièves et de réaliser une base des données géologiques, géotechniques, géodésiques et géophysiques existantes. Environ 15% de la surface couverte par les argiles du Trièves (surface totale de 300 km2) est estimée en glissement, situation qui pose des problèmes importants d’aménagement du territoire. Dans ce contexte, la compréhension des mécanismes des glissements de terrain constitue un enjeu économique régional et intéresse fortement les collectivités territoriales. Cette étude s’inscrit dans un projet d’observatoire de mouvement de terrain dans la région du Trièves et constitue une étape préliminaire indispensable afin de choisir et de définir au mieux les sites et les types mesures à réaliser qui feront l'objet de cet observatoire. Le projet a consisté à collecter et organiser les données géologiques, géotechniques, géodésiques et géophysiques existantes sur un système d'information géographique. En plus du projet d’observatoire, cette collecte et cette synthèse ont pour but de susciter le développement de projets scientifiques sur la compréhension des mécanismes des glissements dans cette région. Cette base de données est disponible à tous les utilisateurs potentiels, scientifiques ou opérationnels. Ce projet a été financé pour moitié par le Conseil Général (via le Pôle Grenoblois des Risques Naturels) et pour moitié par la structure fédérative RNVO (Risques Naturels et Vulnérabilité des Ouvrages). Un ingénieur géotechnicien a été recruté durant 6 mois pour la réalisation de la base de données. 4 Synthèse et création d’une base de données géotechniques, géodésiques et géophysiques dans les argiles du Trièves 1. Introduction La région du Trièves se caractérise par un développement économique régulier et à une urbanisation croissante, résultant de sa proximité de Grenoble. Environ 15% de la surface couverte par les argiles du Trièves (surface totale de 300 km2) est estimée en glissement, situation qui pose des problèmes importants d’aménagement du territoire. Dans ce contexte, les collectivités territoriales sont intéressées à la compréhension des mécanismes des glissements de terrain qui constituent un enjeu économique régional en vue d’établir des préconisations pour la construction de nouvelles habitations que pour la réhabilitation des vieux bâtiments. La région du Trièves est également soumise à l’action de séismes locaux et régionaux (Laffrey, 1999 ML=3.8 ; Monteynard, 1979, ML=4,2). Ces tremblements de terre, dont l’effet est certainement amplifié en raison de la structure géologique particulière du Trièves, sont susceptibles de jouer un rôle déclencheur ou aggravant vis-à-vis des glissements de terrain. D’autre part, d’importants ouvrages existent ou sont en construction dans cette région, comme le barrage de Monteynard-Avignonet ou l’autoroute reliant Grenoble à Sisteron dont le projet se heurte à de nombreux problèmes d’instabilité. Des entreprises comme EDF et Scetauroute sont confrontés aux risques de glissements de terrain pouvant affecter leurs installations. La DDE et le Conseil général, en charge de l’entretien du réseau routier, est également particulièrement concerné par cette question. Par ailleurs, la recherche scientifique sur les mouvements de terrain souffre actuellement d’un manque de données fiables dans le temps et dans l’espace, qui empêche d’avoir une vue complète sur ces phénomènes complexes et de comprendre les mécanismes de déformation et les paramètres régissant ces instabilités gravitaires. Le but de cette étude est de réaliser une base de données (géologiques, géotechniques, géodésiques et géophysiques) dans la région du Trièves, disponible à tous les utilisateurs potentiels, scientifiques ou opérationnels. En plus du projet de monter un observatoire de recherche sur les mouvements de terrain dans les argiles du Trièves, cette collecte et cette synthèse ont pour but de susciter le développement de projets scientifiques sur la compréhension de mécanismes de glissement dans cette région. Dans le cadre de ce projet, un ingénieur géotechnicien a été embauché pendant six mois (septembre 2005 à février 2006) afin de récolter, traiter et intégrer sous un S.I.G. l’ensemble des données disponibles sur le Trièves. Son travail a été complété par celui d’un stagiaire (mars à août 2006). 5 2. Contextes géographique et géologique La zone d'étude correspond à la région du Trièves, située au sud de l'agglomération grenobloise (Figure 1). Morphologiquement, elle correspond par une large dépression à fond accidentée, d’une surface d’environ 300 km2, drainée par le Drac et ses affluents. La région du Trièves est limité à l'ouest par le massif du Vercors, au sud par le massif du Dévoluy, et à l'est par le dôme de la Mure et par les collines bordières du massif du Pelvoux Figure 1 – Région du Trièves et ses communes La région du TRIEVES, qui constitue la partie sud du département de l’Isère, reprend 3 cantons et 29 communes (Tableau 1). Canton de MONESTIER DE CLERMONT : Canton de CLELLES : Canton de MENS : Monestier de Clermont Clelles Mens Château Bernard Saint Michel les Portes Saint Jean d’Hérans Miribel Lanchâtre Saint Martin de Clelles Lavars Saint Martin de la Cluze Chichilianne Saint Sébastian Avignonet Le Percy Vordéac Sinard Monestier du Percy Cornillon en Trièves Treffort Saint Maurice en Trièves Prébois Roissard Lalley Saint Baudille et Pipet Gresse-en-Vercors Tréminis Saint Paul les Monestier Saint Guillaume Saint Andéol Tableau 1 : Liste des communes (par canton) constituant la région du Trièves. Cette région est la principale zone d'affleurement de la formation géologique des argiles 6 litées, qui s'étend sur plus de 300 km2 et jusqu'à une altitude maximale de 750 mètres. Il s'agit de dépôts argileux et silteux déposés dans des lacs de barrage glaciaire (Trièves, Mathésyne et Beaumont) d'extension variable, retenus en aval par le glacier de l'Isère au Quaternaire (Monjuvent, 1973). Lors de l'extension glaciaire maximale du Würm (-45.000 ans), le glacier de l'Isère bloquait l'ensemble des écoulements torrentiels du Trièves en provenance du sud (figure 1). Ce lac a progressivement envahi en grande partie la zone d'étude sur une durée de plusieurs milliers d'années. Au cours du temps, il a été rempli par des alluvions argilo-limoneux de type varve, provenant principalement de l'érosion des piedmonts du Vercors et du Dévoluy. Ces dépôts reposent généralement sur des matériaux grossiers (galets, graviers et sables) inter-glaciaires Riss-Würm, couvrant eux-mêmes un substratum Mésozoïque dont le sommet est très accidenté. La puissance des argiles litées peut varier de 0 jusqu'à un maximum de 200 mètres (Antoine et al., 1981), même sur une courte distance. Après leur dépôt, les argiles litées du Trièves ont été recouvertes localemement par des dépôts glacio-lacustres terminaux, puis incisées par l'activité du Drac et de ses affluents. Il résulte de cette évolution que ces argiles affleurent sur de très grandes surfaces et sur des dénivellations importantes, donnant lieu à des mouvements de versant généralisés dont certains sont particulièrement actifs. Figure 2 – Extension glaciaire au cours de la dernière glaciation (Würm) dans le Trièves et aux environs de Grenoble. Les argiles litées sont indiquées par les hachures (d’après Monjuvent, 1973). 7 3. Collecte et nature des données Dans le cadre de ce projet, les données disponibles sur les argiles litées du Trièves ont été systématiquement collectées auprès des 3 organismes suivants, partenaires du projet : • le service RTM Isère : Restauration des Terrains en Montagne • le bureau d’étude la SAGE : Société Alpine de Geotechnique et l’ADRGT : Association pour le Développement des Recherches sur les Glissements de Terrains • la DDE 38 D’autres organismes (Scetauroute, EDF) ayant réalisé des études géologiques, géophysiques ou géotechniques dans la zone d’étude ont été approchés mais aucune donnée n’a pu être collectée à la date du 1er septembre 2006. La banque de données du sous-sol du BRGM a également été consultée mais aucune donnée intéressante pour le projet n’a pu être identifiée. Au total, 64 rapports issus des 3 organismes cités plus haut ont été traités et les données ont été cataloguées selon la classification suivante : Données géologiques Coupes géologiques Reconnaissance à la pelle mécanique Données géotechniques Forage carotté ou destructif Essais pressiométriques Essais pénétrométriques Diagraphies instantanées Mesures piézométriques Mesures inclinométriques Essais de laboratoire (mesure de la teneur en eau, essai triaxial, granulométrie etc.) Données géophysiques Profils sismiques Profils électriques et/ou sondages électriques Données géodésiques Relevés topographiques (par GPS ou théodolite) Profils clisimétriques Observations de terrain Cartographie uploads/Geographie/ 2005-jongmans.pdf